定界符 · 会自动变高的括号

括号、绝对值、范数、取整……这些「定界符」的关键在于能随内容自动变高。\left...\right 一对自动缩放,\big \Big 手动分级;还有 \lvert \lVert \langle 这些该用却常被忽略的正确写法。

作者 David更新于 第 7 篇(共 18 篇)

定界符 · 会自动变高的括号

括号看着简单,却是新手公式「露怯」的重灾区:一个分数外面套一对没长高的小括号 (ab)(\frac{a}{b}),一眼就不专业。定界符(delimiter)——括号、绝对值、取整符这些成对的符号——的核心技能,就是让它随里面的内容自动变高。这一章讲透。

基本定界符

有些定界符直接敲,有些要命令(因为 { } 被占用作分组):

符号命令效果
小括号( )()( )
方括号[ ][][ ]
花括号\{ \}{}\{ \}
竖线(绝对值)\lvert \rvert∣x∣\lvert x \rvert
双竖线(范数)\lVert \rVert∥x∥\lVert x \rVert
尖括号\langle \rangle⟨x⟩\langle x \rangle
向上取整\lceil \rceil⌈x⌉\lceil x \rceil
向下取整\lfloor \rfloor⌊x⌋\lfloor x \rfloor

花括号要转义。 { 和 } 在 LaTeX 里是「分组」符号,直接写不显示。要打出可见的花括号,得用 \{ 和 \}:集合 \{1, 2, 3\} → {1,2,3}\{1, 2, 3\}。忘了反斜杠,花括号就「隐身」了。

自动变高:\left 和 \right

这是本章的核心。在左定界符前加 \left、右定界符前加 \right,LaTeX 就会自动把这对定界符缩放到刚好包住中间的内容:

你敲的效果
(\frac{a}{b})(ab)(\frac{a}{b})(没长高,难看)
\left(\frac{a}{b}\right)(ab)\left(\frac{a}{b}\right)(自动长高)
\left[\sum_{i=1}^n x_i\right][∑i=1nxi]\left[\sum_{i=1}^n x_i\right]
\left\{\frac{x}{2}\right\}{x2}\left\{\frac{x}{2}\right\}

\left 和 \right 必须成对出现——少一个会报错。它们能配任意定界符:\left(、\left[、\left\{、\left\lvert、\left\langle 等等。

单边括号:\left. 和 \right.

有时你只想要一边的括号,另一边不显示——最典型是「代入求值」的竖线 F(x)∣ab\left. F(x) \right|_a^b。诀窍:不想显示的那一侧,用一个点 . 当「隐形定界符」:

$$ \left. \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} \right|_{x=0} $$

dydx∣x=0\left. \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} \right|_{x=0}

\left. 表示「左边放个看不见的定界符」,于是只有右边那条竖线显示出来。分段函数开头那个只有左半边的大花括号,也是这么来的(不过分段函数更推荐用 cases 环境,见 多行公式)。

手动分级:\big \Big \bigg \Bigg

\left...\right 是自动的,但它有时「太聪明」——比如你想让括号比内容再大一点以示层次,或者自动缩放的结果不合心意。这时用手动分级,四个尺寸由小到大:

命令效果
(((
\big((\big(
\Big((\Big(
\bigg((\bigg(
\Bigg((\Bigg(

嵌套括号时,手动分级能让层次更清楚:

\Big( (a+b) \cdot (c+d) \Big)

((a+b)⋅(c+d))\Big( (a+b) \cdot (c+d) \Big)——外层刻意比内层大一号,一眼看清嵌套关系。左右可分别用 \bigl/\bigr(l=left,r=right)以获得更好的间距。

绝对值与范数:请用「配对版」

一个常被忽略的细节:绝对值别直接用键盘的 |。

| 是「暧昧」的——LaTeX 分不清它是左定界符还是右定界符,间距可能不对。绝对值应该用配对的 \lvert x \rvert(∣x∣\lvert x \rvert),范数用 \lVert x \rVert(∥x∥\lVert x \rVert)。要自动变高就 \left\lvert \frac{a}{b} \right\rvert → ∣ab∣\left\lvert \frac{a}{b} \right\rvert。虽然 |x| 大多时候「看起来也行」,但 \lvert 才是语义正确、间距可靠的写法。

常见定界符组合速查

用途你敲的效果
绝对值\lvert x \rvert∣x∣\lvert x \rvert
范数\lVert v \rVert∥v∥\lVert v \rVert
内积\langle u, v \rangle⟨u,v⟩\langle u, v \rangle
取整\lfloor x \rfloor⌊x⌋\lfloor x \rfloor
集合\{\, x \mid x > 0 \,\}{ x∣x>0 }\{\, x \mid x > 0 \,\}
自动大括号\left( ... \right)(ab)\left( \dfrac{a}{b} \right)

(集合里的「使得」竖线用 \mid,它两边间距比裸 | 更合适。)

小结与下一章

定界符的关键就一条:要包住会变高的内容(分数、求和、矩阵),就用 \left...\right 让它自动缩放;想手动控制层次,用 \big \Big \bigg \Bigg;绝对值 / 范数用配对的 \lvert / \lVert 而非裸 |。

刚才反复出现的求和 ∑\sum、积分 ∫\int,是数学里一类特殊的「大符号」——它们带上下限、在行内行间有不同排法。下一章专门讲这些巨算符。👉 巨算符:求和、求积、积分与极限。

参考文献

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